Book/Report

FZJ-2019-01674

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Physikochemische Untersuchungen zur Wechselwirkung von Copolymeren aus Acryl- und Maleinsäure mit Tonmineralien

Blockhaus, F. (Corresponding author)FZJ*

1996
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/21740

Report No.: Juel-3296

Abstract: In dieser Arbeit werden Ergebnisse zur Wechselwirkung eines als Waschmittelinhaltstoff eingesetzten Acrylsäure-Maleinsäure-Copolymerisates der mittleren Molmasse von 92000 g/mol mit Schichtsilikaten und polyvalenten Kationen vorgestellt. Dabei stehen Adsorptions-Präzipitations- und Desorptionsprozesse, die für die Mobilität des Polymers im Bodenkompartiment von Bedeutung sind, sowie der Einfluß des Polyelektrolyten auf die Auflösung von Schichtsilikaten im Mittelpunkt. Die $\textit{Adsorption}$ an den verschiedenen Schichtsilikaten wie Na-Montmorillonit, Na-Illit und Na-Kaolinit konnte durch Langmuir-Isothermengleichungen vom H-Typ beschrieben werden. Bei einer niedrigen, umweltrelevanten Ionenstärke von 0, 01 mol/l erfolgt die Adsorption bevorzugt an den Kanten, wie aus der Korrelation von Kantenfläche und dem Platzbedarf der maximalen Adsorptmengen sowie aus Sedimentationsvolumenbestimmungen hervorgeht. Im Fall des 1 : 1 Schichtsilikates Kaolinit deuten die Ergebnisse zudem auch auf eine mögliche Adsorption an der Gibbsitoberfläche. Die mit steigendem pH-Wert ebenfalls zunehmende Ionisierung des Polyanions und die Zunahme der deprotonierten kanten- und gibbsitständigen OH-Oberflächengruppen setzen die Adsorptmenge an Na-Kaolinit herab. Die Erhöhung der Ionenstärke fuhrt dagegen aufgrund der Abschirmung der negativen Oberflächenladungen von Polyelektrolyt und Kaolinitoberfläche und der stärkeren Knäuelung des Polyelektrolyten zu einem Anstieg der Adsorption. Die Elektrolytabhängigkeit der Adsorptmenge n$^{\sigma(v)}$ nimmt dabei vom schwach sauren pH-Bereichmit n$^{\sigma(v)} \approx$ 5$_{\surd}$ $_{c_s}$ zum basischen pH-Bereich hin mit n$^{\sigma(v)} \approx \surd_{c_s}$ zu. Diese starke pH- und Elektrolytabhängigkeit weist auf den dominanten elektrostatischen Beitrag bei der Adsorption hin und ist mit einer Adsorption nach dem Anionenaustauschmechanismus vereinbar. 2 : 1 Elektrolyte wie Calcium (als CaCl$_{2}$) führen im Vergleich zu 1 : 1 Elektrolyten zu einer überproportionalen "Adsorptions"zunahme. Im neutralen pH-Bereich (pH 5,5-7,0) ist dieser Effekt eine Folge der starken Herabsetzung der Löslichkeit in der Volumenphase aufgrund der möglichen Bildung intramolekularer Ca$^{2+}$-Brücken und effektiver Neutralisierung der negativen Polyelektrolytladungen. Im schwach sauren Medium (pH 4,0-4,5) ist der Ca$^{2+}$ -Einfluß geringer, da die Protonen mit den Ca$^{2+}$-Kationen um die Bindungsstellen am Polyelektrolyt und am Schichtsilikat konkurrieren. Für die erhöhte Immobilisierung sind ebenfalls eine stärkere Knäuelung des Polycarboxylates an der Oberfläche sowie eine Adsorption über Ca$^{2+}$-Kationbrücken an der negativen Siloxanfläche in Betracht zu ziehen. Adsorptionsuntersuchungen mit Polycarboxylaten unterschiedlichen Maleinsäureanteiles im schwach sauren pH-Bereich deuten auf eine sterischen Einfluß bei der Adsorption hin. Zur Klärung des Bindungsmechanismus und der Reversibilität der sogenannten "effektiv irreversiblen" Adsorption des Copolymers an Kaolinit dienten Desorptionsuntersuchungen mit den umweltrelevanten Bodenelektrolyten NaNO$_{3}$, Na$_{2}$SO$_{4}$, NaF, Oxalsäure, NaH$_{2}$PO$_{4}$, [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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